lib/lmb.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
   2 /*
   3  * Procedures for maintaining information about logical memory blocks.
   4  *
   5  * Peter Bergner, IBM Corp.     June 2001.
   6  * Copyright (C) 2001 Peter Bergner.
   7  */
   8
   9 #include <common.h>
  10 #include <image.h>
  11 #include <lmb.h>
  12 #include <log.h>
  13 #include <malloc.h>
  14
  15 #include <asm/global_data.h>
  16 #include <asm/sections.h>
  17
  18 DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
  19
  20 #define LMB_ALLOC_ANYWHERE      0
  21
  22 static void lmb_dump_region(struct lmb_region *rgn, char *name)
  23 {
  24         unsigned long long base, size, end;
  25         enum lmb_flags flags;
  26         int i;
  27
  28         printf(" %s.cnt  = 0x%lx\n", name, rgn->cnt);
  29
  30         for (i = 0; i < rgn->cnt; i++) {
  31                 base = rgn->region[i].base;
  32                 size = rgn->region[i].size;
  33                 end = base + size - 1;
  34                 flags = rgn->region[i].flags;
  35
  36                 printf(" %s[%d]\t[0x%llx-0x%llx], 0x%08llx bytes flags: %x\n",
  37                        name, i, base, end, size, flags);
  38         }
  39 }
  40
  41 void lmb_dump_all_force(struct lmb *lmb)
  42 {
  43         printf("lmb_dump_all:\n");
  44         lmb_dump_region(&lmb->memory, "memory");
  45         lmb_dump_region(&lmb->reserved, "reserved");
  46 }
  47
  48 void lmb_dump_all(struct lmb *lmb)
  49 {
  50 #ifdef DEBUG
  51         lmb_dump_all_force(lmb);
  52 #endif
  53 }
  54
  55 static long lmb_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_size_t size1,
  56                               phys_addr_t base2, phys_size_t size2)
  57 {
  58         const phys_addr_t base1_end = base1 + size1 - 1;
  59         const phys_addr_t base2_end = base2 + size2 - 1;
  60
  61         return ((base1 <= base2_end) && (base2 <= base1_end));
  62 }
  63
  64 static long lmb_addrs_adjacent(phys_addr_t base1, phys_size_t size1,
  65                                phys_addr_t base2, phys_size_t size2)
  66 {
  67         if (base2 == base1 + size1)
  68                 return 1;
  69         else if (base1 == base2 + size2)
  70                 return -1;
  71
  72         return 0;
  73 }
  74
  75 static long lmb_regions_adjacent(struct lmb_region *rgn, unsigned long r1,
  76                                  unsigned long r2)
  77 {
  78         phys_addr_t base1 = rgn->region[r1].base;
  79         phys_size_t size1 = rgn->region[r1].size;
  80         phys_addr_t base2 = rgn->region[r2].base;
  81         phys_size_t size2 = rgn->region[r2].size;
  82
  83         return lmb_addrs_adjacent(base1, size1, base2, size2);
  84 }
  85
  86 static void lmb_remove_region(struct lmb_region *rgn, unsigned long r)
  87 {
  88         unsigned long i;
  89
  90         for (i = r; i < rgn->cnt - 1; i++) {
  91                 rgn->region[i].base = rgn->region[i + 1].base;
  92                 rgn->region[i].size = rgn->region[i + 1].size;
  93                 rgn->region[i].flags = rgn->region[i + 1].flags;
  94         }
  95         rgn->cnt--;
  96 }
  97
  98 /* Assumption: base addr of region 1 < base addr of region 2 */
  99 static void lmb_coalesce_regions(struct lmb_region *rgn, unsigned long r1,
 100                                  unsigned long r2)
 101 {
 102         rgn->region[r1].size += rgn->region[r2].size;
 103         lmb_remove_region(rgn, r2);
 104 }
 105
 106 void lmb_init(struct lmb *lmb)
 107 {
 108 #if IS_ENABLED(CONFIG_LMB_USE_MAX_REGIONS)
 109         lmb->memory.max = CONFIG_LMB_MAX_REGIONS;
 110         lmb->reserved.max = CONFIG_LMB_MAX_REGIONS;
 111 #else
 112         lmb->memory.max = CONFIG_LMB_MEMORY_REGIONS;
 113         lmb->reserved.max = CONFIG_LMB_RESERVED_REGIONS;
 114         lmb->memory.region = lmb->memory_regions;
 115         lmb->reserved.region = lmb->reserved_regions;
 116 #endif
 117         lmb->memory.cnt = 0;
 118         lmb->reserved.cnt = 0;
 119 }
 120
 121 void arch_lmb_reserve_generic(struct lmb *lmb, ulong sp, ulong end, ulong align)
 122 {
 123         ulong bank_end;
 124         int bank;
 125
 126         /*
 127          * Reserve memory from aligned address below the bottom of U-Boot stack
 128          * until end of U-Boot area using LMB to prevent U-Boot from overwriting
 129          * that memory.
 130          */
 131         debug("## Current stack ends at 0x%08lx ", sp);
 132
 133         /* adjust sp by 4K to be safe */
 134         sp -= align;
 135         for (bank = 0; bank < CONFIG_NR_DRAM_BANKS; bank++) {
 136                 if (!gd->bd->bi_dram[bank].size ||
 137                     sp < gd->bd->bi_dram[bank].start)
 138                         continue;
 139                 /* Watch out for RAM at end of address space! */
 140                 bank_end = gd->bd->bi_dram[bank].start +
 141                         gd->bd->bi_dram[bank].size - 1;
 142                 if (sp > bank_end)
 143                         continue;
 144                 if (bank_end > end)
 145                         bank_end = end - 1;
 146
 147                 lmb_reserve(lmb, sp, bank_end - sp + 1);
 148
 149                 if (gd->flags & GD_FLG_SKIP_RELOC)
 150                         lmb_reserve(lmb, (phys_addr_t)(uintptr_t)_start, gd->mon_len);
 151
 152                 break;
 153         }
 154 }
 155
 156 static void lmb_reserve_common(struct lmb *lmb, void *fdt_blob)
 157 {
 158         arch_lmb_reserve(lmb);
 159         board_lmb_reserve(lmb);
 160
 161         if (CONFIG_IS_ENABLED(OF_LIBFDT) && fdt_blob)
 162                 boot_fdt_add_mem_rsv_regions(lmb, fdt_blob);
 163 }
 164
 165 /* Initialize the struct, add memory and call arch/board reserve functions */
 166 void lmb_init_and_reserve(struct lmb *lmb, struct bd_info *bd, void *fdt_blob)
 167 {
 168         int i;
 169
 170         lmb_init(lmb);
 171
 172         for (i = 0; i < CONFIG_NR_DRAM_BANKS; i++) {
 173                 if (bd->bi_dram[i].size) {
 174                         lmb_add(lmb, bd->bi_dram[i].start,
 175                                 bd->bi_dram[i].size);
 176                 }
 177         }
 178
 179         lmb_reserve_common(lmb, fdt_blob);
 180 }
 181
 182 /* Initialize the struct, add memory and call arch/board reserve functions */
 183 void lmb_init_and_reserve_range(struct lmb *lmb, phys_addr_t base,
 184                                 phys_size_t size, void *fdt_blob)
 185 {
 186         lmb_init(lmb);
 187         lmb_add(lmb, base, size);
 188         lmb_reserve_common(lmb, fdt_blob);
 189 }
 190
 191 /* This routine called with relocation disabled. */
 192 static long lmb_add_region_flags(struct lmb_region *rgn, phys_addr_t base,
 193                                  phys_size_t size, enum lmb_flags flags)
 194 {
 195         unsigned long coalesced = 0;
 196         long adjacent, i;
 197
 198         if (rgn->cnt == 0) {
 199                 rgn->region[0].base = base;
 200                 rgn->region[0].size = size;
 201                 rgn->region[0].flags = flags;
 202                 rgn->cnt = 1;
 203                 return 0;
 204         }
 205
 206         /* First try and coalesce this LMB with another. */
 207         for (i = 0; i < rgn->cnt; i++) {
 208                 phys_addr_t rgnbase = rgn->region[i].base;
 209                 phys_size_t rgnsize = rgn->region[i].size;
 210                 phys_size_t rgnflags = rgn->region[i].flags;
 211
 212                 if (rgnbase == base && rgnsize == size) {
 213                         if (flags == rgnflags)
 214                                 /* Already have this region, so we're done */
 215                                 return 0;
 216                         else
 217                                 return -1; /* regions with new flags */
 218                 }
 219
 220                 adjacent = lmb_addrs_adjacent(base, size, rgnbase, rgnsize);
 221                 if (adjacent > 0) {
 222                         if (flags != rgnflags)
 223                                 break;
 224                         rgn->region[i].base -= size;
 225                         rgn->region[i].size += size;
 226                         coalesced++;
 227                         break;
 228                 } else if (adjacent < 0) {
 229                         if (flags != rgnflags)
 230                                 break;
 231                         rgn->region[i].size += size;
 232                         coalesced++;
 233                         break;
 234                 } else if (lmb_addrs_overlap(base, size, rgnbase, rgnsize)) {
 235                         /* regions overlap */
 236                         return -1;
 237                 }
 238         }
 239
 240         if ((i < rgn->cnt - 1) && lmb_regions_adjacent(rgn, i, i + 1)) {
 241                 if (rgn->region[i].flags == rgn->region[i + 1].flags) {
 242                         lmb_coalesce_regions(rgn, i, i + 1);
 243                         coalesced++;
 244                 }
 245         }
 246
 247         if (coalesced)
 248                 return coalesced;
 249         if (rgn->cnt >= rgn->max)
 250                 return -1;
 251
 252         /* Couldn't coalesce the LMB, so add it to the sorted table. */
 253         for (i = rgn->cnt-1; i >= 0; i--) {
 254                 if (base < rgn->region[i].base) {
 255                         rgn->region[i + 1].base = rgn->region[i].base;
 256                         rgn->region[i + 1].size = rgn->region[i].size;
 257                         rgn->region[i + 1].flags = rgn->region[i].flags;
 258                 } else {
 259                         rgn->region[i + 1].base = base;
 260                         rgn->region[i + 1].size = size;
 261                         rgn->region[i + 1].flags = flags;
 262                         break;
 263                 }
 264         }
 265
 266         if (base < rgn->region[0].base) {
 267                 rgn->region[0].base = base;
 268                 rgn->region[0].size = size;
 269                 rgn->region[0].flags = flags;
 270         }
 271
 272         rgn->cnt++;
 273
 274         return 0;
 275 }
 276
 277 static long lmb_add_region(struct lmb_region *rgn, phys_addr_t base,
 278                            phys_size_t size)
 279 {
 280         return lmb_add_region_flags(rgn, base, size, LMB_NONE);
 281 }
 282
 283 /* This routine may be called with relocation disabled. */
 284 long lmb_add(struct lmb *lmb, phys_addr_t base, phys_size_t size)
 285 {
 286         struct lmb_region *_rgn = &(lmb->memory);
 287
 288         return lmb_add_region(_rgn, base, size);
 289 }
 290
 291 long lmb_free(struct lmb *lmb, phys_addr_t base, phys_size_t size)
 292 {
 293         struct lmb_region *rgn = &(lmb->reserved);
 294         phys_addr_t rgnbegin, rgnend;
 295         phys_addr_t end = base + size - 1;
 296         int i;
 297
 298         rgnbegin = rgnend = 0; /* supress gcc warnings */
 299
 300         /* Find the region where (base, size) belongs to */
 301         for (i = 0; i < rgn->cnt; i++) {
 302                 rgnbegin = rgn->region[i].base;
 303                 rgnend = rgnbegin + rgn->region[i].size - 1;
 304
 305                 if ((rgnbegin <= base) && (end <= rgnend))
 306                         break;
 307         }
 308
 309         /* Didn't find the region */
 310         if (i == rgn->cnt)
 311                 return -1;
 312
 313         /* Check to see if we are removing entire region */
 314         if ((rgnbegin == base) && (rgnend == end)) {
 315                 lmb_remove_region(rgn, i);
 316                 return 0;
 317         }
 318
 319         /* Check to see if region is matching at the front */
 320         if (rgnbegin == base) {
 321                 rgn->region[i].base = end + 1;
 322                 rgn->region[i].size -= size;
 323                 return 0;
 324         }
 325
 326         /* Check to see if the region is matching at the end */
 327         if (rgnend == end) {
 328                 rgn->region[i].size -= size;
 329                 return 0;
 330         }
 331
 332         /*
 333          * We need to split the entry -  adjust the current one to the
 334          * beginging of the hole and add the region after hole.
 335          */
 336         rgn->region[i].size = base - rgn->region[i].base;
 337         return lmb_add_region_flags(rgn, end + 1, rgnend - end,
 338                                     rgn->region[i].flags);
 339 }
 340
 341 long lmb_reserve_flags(struct lmb *lmb, phys_addr_t base, phys_size_t size,
 342                        enum lmb_flags flags)
 343 {
 344         struct lmb_region *_rgn = &(lmb->reserved);
 345
 346         return lmb_add_region_flags(_rgn, base, size, flags);
 347 }
 348
 349 long lmb_reserve(struct lmb *lmb, phys_addr_t base, phys_size_t size)
 350 {
 351         return lmb_reserve_flags(lmb, base, size, LMB_NONE);
 352 }
 353
 354 static long lmb_overlaps_region(struct lmb_region *rgn, phys_addr_t base,
 355                                 phys_size_t size)
 356 {
 357         unsigned long i;
 358
 359         for (i = 0; i < rgn->cnt; i++) {
 360                 phys_addr_t rgnbase = rgn->region[i].base;
 361                 phys_size_t rgnsize = rgn->region[i].size;
 362                 if (lmb_addrs_overlap(base, size, rgnbase, rgnsize))
 363                         break;
 364         }
 365
 366         return (i < rgn->cnt) ? i : -1;
 367 }
 368
 369 phys_addr_t lmb_alloc(struct lmb *lmb, phys_size_t size, ulong align)
 370 {
 371         return lmb_alloc_base(lmb, size, align, LMB_ALLOC_ANYWHERE);
 372 }
 373
 374 phys_addr_t lmb_alloc_base(struct lmb *lmb, phys_size_t size, ulong align, phys_addr_t max_addr)
 375 {
 376         phys_addr_t alloc;
 377
 378         alloc = __lmb_alloc_base(lmb, size, align, max_addr);
 379
 380         if (alloc == 0)
 381                 printf("ERROR: Failed to allocate 0x%lx bytes below 0x%lx.\n",
 382                        (ulong)size, (ulong)max_addr);
 383
 384         return alloc;
 385 }
 386
 387 static phys_addr_t lmb_align_down(phys_addr_t addr, phys_size_t size)
 388 {
 389         return addr & ~(size - 1);
 390 }
 391
 392 phys_addr_t __lmb_alloc_base(struct lmb *lmb, phys_size_t size, ulong align, phys_addr_t max_addr)
 393 {
 394         long i, rgn;
 395         phys_addr_t base = 0;
 396         phys_addr_t res_base;
 397
 398         for (i = lmb->memory.cnt - 1; i >= 0; i--) {
 399                 phys_addr_t lmbbase = lmb->memory.region[i].base;
 400                 phys_size_t lmbsize = lmb->memory.region[i].size;
 401
 402                 if (lmbsize < size)
 403                         continue;
 404                 if (max_addr == LMB_ALLOC_ANYWHERE)
 405                         base = lmb_align_down(lmbbase + lmbsize - size, align);
 406                 else if (lmbbase < max_addr) {
 407                         base = lmbbase + lmbsize;
 408                         if (base < lmbbase)
 409                                 base = -1;
 410                         base = min(base, max_addr);
 411                         base = lmb_align_down(base - size, align);
 412                 } else
 413                         continue;
 414
 415                 while (base && lmbbase <= base) {
 416                         rgn = lmb_overlaps_region(&lmb->reserved, base, size);
 417                         if (rgn < 0) {
 418                                 /* This area isn't reserved, take it */
 419                                 if (lmb_add_region(&lmb->reserved, base,
 420                                                    size) < 0)
 421                                         return 0;
 422                                 return base;
 423                         }
 424                         res_base = lmb->reserved.region[rgn].base;
 425                         if (res_base < size)
 426                                 break;
 427                         base = lmb_align_down(res_base - size, align);
 428                 }
 429         }
 430         return 0;
 431 }
 432
 433 /*
 434  * Try to allocate a specific address range: must be in defined memory but not
 435  * reserved
 436  */
 437 phys_addr_t lmb_alloc_addr(struct lmb *lmb, phys_addr_t base, phys_size_t size)
 438 {
 439         long rgn;
 440
 441         /* Check if the requested address is in one of the memory regions */
 442         rgn = lmb_overlaps_region(&lmb->memory, base, size);
 443         if (rgn >= 0) {
 444                 /*
 445                  * Check if the requested end address is in the same memory
 446                  * region we found.
 447                  */
 448                 if (lmb_addrs_overlap(lmb->memory.region[rgn].base,
 449                                       lmb->memory.region[rgn].size,
 450                                       base + size - 1, 1)) {
 451                         /* ok, reserve the memory */
 452                         if (lmb_reserve(lmb, base, size) >= 0)
 453                                 return base;
 454                 }
 455         }
 456         return 0;
 457 }
 458
 459 /* Return number of bytes from a given address that are free */
 460 phys_size_t lmb_get_free_size(struct lmb *lmb, phys_addr_t addr)
 461 {
 462         int i;
 463         long rgn;
 464
 465         /* check if the requested address is in the memory regions */
 466         rgn = lmb_overlaps_region(&lmb->memory, addr, 1);
 467         if (rgn >= 0) {
 468                 for (i = 0; i < lmb->reserved.cnt; i++) {
 469                         if (addr < lmb->reserved.region[i].base) {
 470                                 /* first reserved range > requested address */
 471                                 return lmb->reserved.region[i].base - addr;
 472                         }
 473                         if (lmb->reserved.region[i].base +
 474                             lmb->reserved.region[i].size > addr) {
 475                                 /* requested addr is in this reserved range */
 476                                 return 0;
 477                         }
 478                 }
 479                 /* if we come here: no reserved ranges above requested addr */
 480                 return lmb->memory.region[lmb->memory.cnt - 1].base +
 481                        lmb->memory.region[lmb->memory.cnt - 1].size - addr;
 482         }
 483         return 0;
 484 }
 485
 486 int lmb_is_reserved_flags(struct lmb *lmb, phys_addr_t addr, int flags)
 487 {
 488         int i;
 489
 490         for (i = 0; i < lmb->reserved.cnt; i++) {
 491                 phys_addr_t upper = lmb->reserved.region[i].base +
 492                         lmb->reserved.region[i].size - 1;
 493                 if ((addr >= lmb->reserved.region[i].base) && (addr <= upper))
 494                         return (lmb->reserved.region[i].flags & flags) == flags;
 495         }
 496         return 0;
 497 }
 498
 499 int lmb_is_reserved(struct lmb *lmb, phys_addr_t addr)
 500 {
 501         return lmb_is_reserved_flags(lmb, addr, LMB_NONE);
 502 }
 503
 504 __weak void board_lmb_reserve(struct lmb *lmb)
 505 {
 506         /* please define platform specific board_lmb_reserve() */
 507 }
 508
 509 __weak void arch_lmb_reserve(struct lmb *lmb)
 510 {
 511         /* please define platform specific arch_lmb_reserve() */
 512 }